單效外循環(huán)濃縮器系通用性的濃縮裝置，是一種在真空系統(tǒng)下操作的自然循環(huán)型濃縮器。它既可蒸發(fā)水溶液，也可用于回收有機(jī)溶媒的溶液蒸發(fā)，既可在真空下操作，也可在常壓下操作。可廣泛用于醫(yī)藥、食品、化工、輕工等行業(yè)的水或有機(jī)溶媒溶液的蒸發(fā)濃縮。特別適用于熱敏性物質(zhì)(例如中藥生產(chǎn)的水，醇提取液，抗生素發(fā)酵、牛奶、果汁等)在真空條件下進(jìn)行低溫連續(xù)濃縮，可確保產(chǎn)品質(zhì)量。
單效外循環(huán)濃縮器工作原理：
所需濃縮的料液通過加熱器的管程，受到殼程的蒸汽加熱達(dá)到沸點(diǎn)溫度，經(jīng)上升管由切線方向進(jìn)入蒸發(fā)室被迅速蒸發(fā)，由于是切線高速進(jìn)入濃縮器，未經(jīng)汽化比重較大的液滴受離心力的作用而甩到器壁上，由于重力的作用使其落到濃縮器下部，基于濃縮器與加熱器是通過下降管互相連接的裝置，故未能蒸發(fā)的液體又通過下降管回到加熱器中再受到加熱，如此循環(huán)加熱蒸發(fā)，使得溶液中的溶媒不斷被汽化帶出，而溶液中的溶質(zhì)濃度不斷升高，達(dá)到所需要的濃度。而已經(jīng)汽化的溶媒蒸汽，則從濃縮器上口通過除沫器出來進(jìn)入冷凝器冷凝成液體進(jìn)入下方的接收器中，根據(jù)需要可以回收利用。
根據(jù)上述分析可知，單效外循環(huán)濃縮器能源消耗主要是兩個(gè)方面：
一是在加熱器殼程內(nèi)用于加熱稀溶液使溶液中溶媒蒸發(fā)所消耗的生蒸汽；
二是已經(jīng)汽化的溶媒蒸汽再冷凝成溶媒液體時(shí)，在冷凝器中所需要的冷卻水。
前者需要供給熱量，而后者需要帶走熱量。產(chǎn)量越大(即蒸發(fā)量越大)，供給的熱量越多，所需要的蒸汽也就越多，同時(shí)所需要消耗的冷卻水也就越多。從這里可以看出，被加熱的溶液所產(chǎn)生的溶媒蒸汽含有大量的熱能，不但沒有得到利用，反而還需要消耗大量的冷卻水來冷卻它，這也就是單效濃縮器能耗的原因所在。
一般來說在蒸發(fā)裝置中，為了降低溶液的蒸發(fā)溫度，通常使得蒸發(fā)在一定的真空狀態(tài)下操作，這不僅可以保持物料的不易被破壞性，還可以增大傳熱溫差，從而加快蒸發(fā)的速度，故在單效和雙效濃縮器中均采用真空系統(tǒng)。不僅節(jié)省了原來在單效中蒸發(fā)相同量的溶液所需的生蒸汽消耗，而且這部分在單效中需要用冷卻水來冷凝的蒸汽能在二效的加熱器中冷凝，這是因?yàn)榧訜嵝枰舭l(fā)的溶液同時(shí)本身就得到了冷凝，所以也節(jié)約了大量的冷卻水。
